СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ЗАМОРОЖЕННЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2004 года по МПК A23G9/04 

Изобретение касается способа формования замороженных кондитерских изделий, в частности маленьких замороженных батончиков, и устройства для осуществления этого способа.

Маленькие замороженные кондитерские батончики производят в промышленном масштабе посредством формования или посредством экструдирования.

Когда применяют экструдирование, изделия получают путем разрезания на части "колбасы" с пластичной консистенцией, которая является относительно твердой при температуре (-6)-(-7)°С, экструдируемой вертикально, на выходе из фризера. При экструдировании создаются продукты с тонкой, менее кристаллизованной структурой, чем структура формованных продуктов. Тонкая структура, получаемая посредством экструдирования, в большей степени определяется условиями замораживания во фризере и, в частности, температурой замораживания на выходе из фризера. То есть чем ниже температура, тем меньше образуется кристалликов большого размера. Это означает, что чем быстрее производится замораживание, тем меньше размер кристалликов льда и тем тоньше структура. Во фризере скорость замораживания максимальна благодаря перемешиванию и постоянному соскабливанию со стенки, что позволяет ускорить замораживание воды. Недостатком этого способа является то, что форма экструдированных продуктов ограничена.

Замораживание жидкой смеси, которая должна быть заморожена посредством формования, только за счет простой теплопередачи в формочке, погруженной в охлаждающий раствор, происходит медленнее и приводит к образованию довольно крупных кристалликов. В этом процессе смесь, подлежащая замораживанию, обычно дозируется в жидком состоянии в формочки для того, чтобы гарантировать удовлетворительное заполнение и предотвратить создание воздушных полостей, и ее температура имеет величину порядка (-2)-(-3)°С. Содержание замороженной воды является низким, и большая часть процесса замораживания продукта происходит в формочках. Этим объясняется наличие более грубой, более кристаллизованной структуры, что является следствием увеличенного размера кристалликов.

В патенте США 3632245, например, описано устройство для многорядного изготовления коротких замороженных батончиков посредством формования, в котором ряды формочек одновременно заполняют дозированным количеством жидкой смеси, подлежащей замораживанию, из раздаточных бункеров, соединенных с объемными дозаторами, содержащими цилиндры, образующие мерные камеры, в которые жидкость последовательно всасывается и затем вытесняется посредством дозирующих поршней. После этой операции заполнения формочки поступают в охлаждающую жидкость, в результате чего изделия замораживаются. Так как смесь, подлежащая замораживанию, является жидкой, даже небольшой перепад давления, создаваемый смещением поршня в камере, позволяет полностью заполнять цилиндры. Таким образом, идентичное заполнение цилиндров позволяет одновременно дозировать идентичный объем в формочки для всех рядов.

Задачей изобретения является создание формованных продуктов, качество которых аналогично тому качеству, достигаемому прежде только в случае экструдированных продуктов.

Изобретение, таким образом, предлагает способ формования замороженных кондитерских изделий, предусматривающий заполнение формочек, продвигающихся в окружающей среде, в которой происходит затвердевание, заданным объемом смеси с помощью объемного дозатора, соединенного с раздаточным бункером, причем указанный дозатор содержит мерную камеру, которую заполняют смесью в фазе всасывания, и дозирующий элемент, который вытесняет заданный объем смеси из камеры в фазе дозирования, причем по изобретению твердую смесь дозируют, поддерживая ее под давлением выше по ходу от дозирующего элемента (то есть перед ним), причем указанный раздаточный бункер, который поддерживают под давлением, позволяет осуществлять непрерывную подачу в мерную камеру так, чтобы заполнять формы без образования воздушных полостей.

В контексте изобретения "твердая смесь" представляет собой мороженое, которое может быть сливочным мороженым, молочным мороженым или мороженым на основе воды и которое может быть аэрированным или нет, а термин "мороженое", использованный выше, относится ко всем подобным смесям без исключения. Твердое мороженое этого типа получают с температурой (-6°С)- (-7°С), и на практике оно появляется из фризера. Его структура является более твердой, чем у обычной жидкой смеси, подлежащей замораживанию, и в нем содержится такое количество замороженной воды по отношению ко всему количеству воды в рецептуре, которое составляет 50% или более, в частности, 50-70% в зависимости от состава смеси, подлежащей замораживанию. Мороженое этого типа может содержать включения, в частности кусочки сухих или засахаренных фруктов, кусочки желе или помадки, хрустящие кусочки, фруктовое пюре, кусочки карамели или кусочки шоколада или печенья.

Изобретение также касается устройства для формования замороженных кондитерских изделий путем заполнения формочек, проходящих через отверждающую среду, заданным объемом смеси, причем указанное устройство содержит:

раздаточный бункер, содержащий смесь;

устройства для дозирования смеси, соединенные с бункером, которые содержат мерную камеру, дозирующий элемент, дозирующую насадку и кран, соединенные либо с бункером и мерной камерой в течение фазы всасывания, либо с мерной камерой и дозирующей насадкой в течение фазы заполнения;

причем бункер является уплотненным и недеформируемым, и устройство содержит средство поддержания смеси под давлением в течение фазы всасывания, чтобы полностью заполнить мерную камеру.

Устройство по изобретению может использоваться с любым морозильным аппаратом для замораживания кондитерских изделий, с таким, как, например:

морозильный аппарат для замораживания погружением в рассол, в котором совершается движение с прямолинейной, круговой, овальной или квадратной траекторией;

морозильный аппарат, в котором используется жидкая, газообразная или испаряющаяся охлаждающая среда, которая покрывает формочки или разбрызгивается на них в течение достаточно длительных периодов времени;

аппарат, в котором формочки транспортируются конвейером в туннельном холодильнике с пульсирующим воздухом для быстрого замораживания, причем конвейер может быть выполнен прямолинейным, либо изогнутым, например в виде простой или двойной спирали, которая является плоской, либо имеет вид круга;

любой аппарат вышеуказанного типа, в котором формы перемещают непрерывно или периодически.

Устройство по изобретению может быть очень легко приспособлено к существующим аппаратам путем переоборудования дозаторов таким образом, чтобы создать избыточное давление в бункере дозатора, например, путем закрытия его крышкой, путем нанесения на него газонепроницаемой обмазки и путем соединения его с источником газообразной среды, в частности сжатого газа, например, сжатого воздуха. Этот принцип дозирования под давлением может быть применен в различных типах дозаторов, таких как, например, дозаторы с раздаточным кожухом или с вертикальными или горизонтальными цилиндрами, дозаторы с кранами или дозаторы с погружными насадками наполнителя данного типа и наполнителя типа "карандаш".

Изобретение описано ниже более подробно с помощью сопровождающих чертежей, на которых:

фиг.1 - схематический вид устройства в фазе заполнения мерной камеры;

фиг.2 - схематический вид устройства по фиг.1 в фазе заполнения формочки;

фиг.3 - схематический вид варианта устройства непосредственно перед заполнением формочки;

фиг.4 - частичный схематический вид устройства по фиг.3 непосредственно после заполнения формочки;

фиг.5 - частичный схематический вид второго варианта устройства непосредственно после заполнения формочки.

На фиг.1 и 2 показано, что по трубе 1, соединенной сбоку с бункером 2, в последний поступает мороженое при -(6)-(-7)°С, выходящее из фризера. По трубе 3 в бункер 2 подают сжатый воздух под давлением 0,15-0,2 МПа. Давление в бункере регулируют клапаном 4 и контролируют по манометру 5. Бункер 2 закрыт крышкой 6 и узел бункер/крышка является недеформируемым и предпочтительно газонепроницаемым. Узел бункер/крышка предпочтительно снабжен датчиком температуры, т.е. является температурно контролируемым. По трубе 7 у дна бункера 2 мороженое поступает в объемный дозатор 8, содержащий полый корпус 9 или кожух, в котором цилиндрический клапан 10, в котором выполнено столько каналов 11, сколько имеется рядов дозирования (для ясности показан только один ряд), дает возможность соединения либо с бункером 2, либо с дозирующей насадкой 12 посредством находящегося между ними упрочненного гибкого шланга 13 поворотом крана на четверть оборота. Дозатор 8 содержит мерную камеру 14 и дозирующий поршень 15. Поворотный клапан 10 может быть заменен комплектом из двух золотников, который выполняет те же функции, но делает дозатор более громоздким. Мешалка 16 обеспечивает подачу под давлением по трубе 7, соединенной с корпусом 9. Насадка 12 прикреплена к опоре, перемещаемой вверх - вниз (не показана), что дает возможность опускать ее в формочку 17 и поднимать ее из формочки 17. Формочки 17 охлаждают до и/или после того, как их заполнят из охлаждающей линии. Формование может относиться к любой форме и происходить в одной или нескольких ее частях в контакте с любой жидкой, газообразной или твердой охлаждающей окружающей средой, как, например, рассол, водный раствор гликоля, пульсирующий воздух, жидкий азот или твердая углекислота. Насадка 12 может также быть прикреплена под краном (не показано), в результате чего путем закрытия крана после дозирования предотвращается дозирование слишком большого количества мороженого или предотвращается утечка из-за того, что в гибком шланге 13 содержится остаточный объем мороженого.

В производственном процессе, показанном на фиг.1, пустая формочка 17, перемещаемая периодически по конвейерной линии 18 по стрелке F₁, показана под насадкой 12. Последнюю опускают до дна формочки 17 по стрелке F₂, в то время как цилиндр 14, образующий мерную камеру, заполняют смесью, которую выдавливают из бункера 2 сжатым воздухом по трубе 7, затем по каналу 11 крана 10, и поршень 15 снова поднимается по стрелке F₃.

Как показано на фиг.2, клапан 10 поворачивается на четверть оборота, в результате чего цилиндр 14 соединяется с трубой 13 через находящийся между ними канал 11. Поршень 15 опускается по стрелке F₄ и точный объем мороженого, содержащийся в цилиндре 14, заполняет формочку 17 из насадки 12, которая постепенно поднимается по стрелке F₅ по мере заполнения формочки.

На фиг.3 и 4 принцип дозирования тот же, что и выше, за исключением того, что насадка 19 скользит в раздатчике 20, который выполнен за одно целое с кожухом 9.

На фиг.3 цилиндр 14 заполнен мороженым, которое дозируют посредством опускания поршня 15 по стрелке F₆ через канал 11 и окно 21, выполненное в корпусе раздатчика 20, сообщающееся с окном 22 насадки 19, которая показана у дна формочки 17. Насадка 19 приводится в действие пресс-цилиндром (не показан), который постепенно поднимает ее по стрелке F₇ во время заполнения.

После того как формочка 17 заполнится, как показано на фиг.4, клапан 10 поворачивается на 3/4 оборота, что ставит цилиндр 14 в такое положение, что он сообщается с трубой 7, соединенной с бункером через находящийся между ними канал 11. Поршень 15 теперь находится в положении, в котором он готов к всасыванию, и он поднимается по стрелке F₈.

В этом случае объемы полостей сведены к минимуму, и кран 10 синхронизирован с опусканием и подъемом насадки с использованием автоматической программы.

В соответствии с рабочим вариантом может быть предусмотрено, чтобы насадка оставалась неподвижной и чтобы на формочку оказывало действие устройство, двигающееся вверх и вниз, т.е. поднимало ее в начале заполнения и затем постепенно опускало во время заполнения.

В варианте по фиг.5 дозатор снабжен неподвижной насадкой 23, расположенной прямо под кожухом 9 и соединенной непосредственно с цилиндром 14. Трехходовой поворотный клапан 24 позволяет осуществить связь между трубой 7, соединенной с бункером, цилиндром 14 и насадкой 23. Во время заполнения поршень 15 опускается по стрелке F₉ и дозирует мороженое в формочку 17. Насадка 23 имеет узкое отверстие 25, например диаметром менее 4 мм, что позволяет сделать мороженое достаточно жидким благодаря усилию сдвига и хорошо заполнить формочку 17. В этом варианте больше нет необходимости в перемещаемой вверх - вниз опоре насадки и, следовательно, общие габариты устройства являются минимальными.

В конструктивном выполнении, которое, в частности, приспособлено для многорядной линии изготовления, не показанной в целях упрощения, бункер, такой как бункер 2, является общим для всех рядов, имеет, по существу, цилиндрическую форму, расположен горизонтально поперек рядов и имеет две трубы для подачи мороженого, такие как 1, расположенные с каждой стороны цилиндра, и трубы выпуска мороженого, такие как 1, расположенные против каждого ряда. Мешалка/распределитель, такая как 16, содержит вращающийся вал, расположенный по оси цилиндра, и лопасти, прикрепленные перпендикулярно указанному валу мешалки по обеим сторонам указанного вала в таком положении, в котором они размещены в шахматном порядке относительно друг друга. Лопасти расположены со смещением относительно труб выпуска мороженого, причем противолежащие промежутки расположены по обеим сторонам от указанных выходных труб. Лопасти предпочтительно имеют такую длину, что их концы находятся вблизи внутренней стенки цилиндра, имеют форму винта и ориентированы под таким углом, который чем ближе к центральной части цилиндра, тем становится все меньше, что позволяет предпочтительным образом направить потоки мороженого, которые создаются у труб подачи, в центральную часть цилиндра, так, чтобы компенсировать потоки, предпочтительно направленные к его торцам. Таким образом, мороженое гомогенно распределяется между различными трубами выпуска, и возможна подача его под давлением в мерные камеры без образования воздушных полостей.

В продолжение работы мешалка/распределитель приводится в медленное вращение посредством двигателя, расположенного снаружи бункера, соединенного с валом мешалки, например пневмодвигателя, причем уплотнение может быть обеспечено, например, фланцевым уплотнением со стороны двигателя и сальниковой коробкой с другой стороны цилиндра. Подача в бункер осуществляется непрерывно. Если уровень мороженого в бункере поднимается, давление воздуха в его верхней части повышается. Этот подъем давления по сравнению со стандартной величиной может произвести сигнал на закрытие клапана, такого как 4, или на уменьшение частоты вращения вала насоса подачи продукта из фризера, так, чтобы уменьшить скорость потока.

Самым большим преимуществом вышеописанного цилиндрического бункера является то, что благодаря его геометрической форме его можно очистить химическими реагентами и, если требуется, стерилизовать, например, с использованием горячей воды или пара, в то время как он остается на месте без демонтажа.

Преимущества способа и устройства по изобретению по сравнению с традиционными средствами для формования многочисленны, это:

- возможность дозирования мороженого, которое содержит гораздо больше воды в замороженном состоянии, чем в прошлом, с соответствующим улучшением структуры, которая такова, как обычно встречается только в экструдированных изделиях независимо от содержания жира;

- уменьшение продолжительности замораживания на величину от 30 до 50%, что позволяет повысить производительность и продуктивность линии;

- обеспечение вязкости мороженого с такой величиной, что включения, которые оно содержит, если они являются подходящими, могут быть распределены равномерно, без отстоя, как в случае дозирования жидкого мороженого;

- возможность изготовления комбинированных изделий путем дозирования мороженого посредством насадки, создающей оболочку, так, чтобы образовать оболочку, которая остается на месте у стенки формы, после чего можно заполнить центральную часть так, чтобы образовать замороженную сердцевину из кондитерских изделий различного типа, которая создает контраст по структуре и/или вкусу;

- возможность изготовления "трехмерных" или "неформуемых" изделий путем использования форм, состоящих из многих частей;

- легкая покрываемость изделий, являющихся более холодными, например покрытием на жировой основе, водным льдом, шербетом или эмульсией.

Устройство и способ по изобретению описаны выше в связи с изготовлением мороженого. Однако их можно, конечно, использовать и для изготовления других формованных изделий, таких, как, например, конусы или трубочки. Устройство описано со ссылкой на чертежи на примере одного ряда дозирования в целях упрощения. Естественно, аппарат в промышленных условиях может содержать до 20 параллельных рядов дозирования.

Изобретение касается способа формования замороженных кондитерских изделий, в частности маленьких замороженных батончиков, и устройства для осуществления этого способа. Устройство для формования замороженных кондитерских изделий содержит раздаточный бункер, соединенный с объемным дозатором. Дозатор содержит мерную камеру и дозирующий элемент, выдающий заданный объем мороженного посредством дозирующей насадки в перемещаемые формочки. Поскольку бункер поддерживают под давлением, мерная камера заполняется без образования воздушных полостей в фазе всасывания. Изобретение позволяет повысить качество изделий. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ формования замороженных кондитерских изделий, предусматривающий приготовление смеси для замороженного кондитерского изделия в отверждающей среде, непрерывную подачу замороженной смеси с температурой (-6) - (-7)°С из отверждающей среды в бункер, подачу сжатого газа в бункер для поддержания замороженной смеси в бункере под давлением выше атмосферного, подачу замороженной смеси под давлением из бункера в дозирующее устройство для отмеривания заданного объема замороженной смеси для кондитерского изделия, заполнение формочки заданным объемом указанной замороженной смеси и поддержание этой смеси в замороженном состоянии в формочке, причем при заполнении формочки указанную замороженную смесь для кондитерского изделия поддерживают под давлением выше атмосферного.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная смесь представляет собой мороженое при температуре (-6) - (-7)°С со структурой более твердой, чем у традиционной, еще не замороженной жидкой смеси для мороженого, при этом количество в ней замороженной воды по отношению ко всему количеству воды по рецептуре составляет 50% или более, в частности 50 - 70%, в зависимости от состава смеси, подлежащей замораживанию.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что мороженое содержит включения, в частности кусочки сухих или засахаренных фруктов, кусочки желе или помадки, хрустящие кусочки, фруктовое пюре, кусочки карамели или кусочки шоколада или печенья.4. Способ по п.2, отличающийся тем, что мороженое подают в мерную камеру под давлением газа, в частности воздуха, 0,15-0,2 МПа (1,5-2 бар).5. Устройство для формования замороженных кондитерских изделий путем заполнения формочек, перемещаемых через отверждающую среду, заданным объемом смеси, причем указанное устройство содержит раздаточный бункер, содержащий смесь, средства дозирования смеси, соединенные с бункером, которые содержат мерную камеру, дозирующий элемент, дозирующую насадку и клапан, соединенные либо с бункером и мерной камерой в фазе всасывания, либо с мерной камерой и дозирующей насадкой в фазе заполнения, отличающееся тем, что бункер является уплотненным и недеформируемым, при этом устройство содержит средство поддержания смеси под давлением в течение фазы всасывания, чтобы полностью заполнить мерную камеру.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что бункер уплотнен посредством крышки, а узел бункер/крышка является недеформируемым, газонепроницаемым и температурно контролируемым.7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что дозирующая насадка соединена с клапаном гибким шлангом и выполнена за одно целое с перемещаемой вверх - вниз опорой так, что насадка опускается в формочку в начале заполнения, поднимается в ней в ходе заполнения и выходит из формочки в конце заполнения.8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что кран выполнен с возможностью поворота или вращения в кожухе, а дозирующая насадка - с возможностью скольжения в раздатчике, который выполнен за одно целое с кожухом так, что насадка опускается в формочку в начале заполнения, поднимается в ходе заполнения и выходит из формочки в конце заполнения.9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что кран выполнен с возможностью поворота или вращения в кожухе, а дозирующая насадка выполнена за одно целое с кожухом и непосредственно соединена с мерной камерой, причем отверстие в насадке является достаточно узким, чтобы мороженое становилось жидким благодаря усилию сдвига.10. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно предназначено для дозирования мороженого параллельно в несколько рядов, при этом бункер имеет по существу цилиндрическую форму, является недеформируемым, газонепроницаемым и температурно контролируемым и содержит средство для гомогенной подачи мороженого под давлением из мерных камер без образования воздушных полостей, в частности мешалку/распределитель с ориентированными полостями.